KR101087505B1 - Method and device for manufacturing bolt, screw rolling die used therefor, and multiple screw bolt - Google Patents
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Abstract
소위 2중나사 볼트와 같은 다중나사 볼트를, 보다 저단가로 대량생산하는 것이 가능한 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스를 제공한다. 소정간격으로 대향 배치한 1쌍의 나사 전조 다이스(1)와, 원기둥 형상의 볼트 재료(3)를 소정위치에서 지지하는 볼트 지지부(2)를 구비하는 볼트의 제조 장치이다. 나사 전조 다이스(1)는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부인 보통 나사산부(5)와, 가는 나사를 전개한 상상선(6a)으로 나타낸 가는 나사산과 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적으로 형성된 가는 나사산(6a)의 일부인 돌기(6)로 이루어지는 전사 패턴(4)을 구비한다.
나사 전조 다이스, 보통 나사, 가는 나사, 피치, 위상 어긋남, 볼트, 골 바닥, 전조가공, 나사산 높이, 구름 피치원
Provided are a method and a manufacturing apparatus for a bolt capable of mass-producing a multithreaded bolt, such as a so-called double screw bolt, at a lower cost, and a thread rolling die used in the same. It is a manufacturing apparatus of the bolt provided with the pair of screw roll die 1 arrange | positioned at predetermined intervals and the bolt support part 2 which supports the cylindrical bolt material 3 at a predetermined position. The screw roll die 1 has a normal thread part 5, which is a part of the normal thread part that has developed a normal screw, and a normal thread part according to the phase shift between the fine thread and the normal thread represented by the imaginary line 6a that has developed a fine screw. The transfer pattern 4 which consists of the processus | protrusion 6 which is a part of the thin thread 6a periodically formed in the valley part 5a of this is provided.
Thread Rolling Dies, Plain Thread, Fine Thread, Pitch, Phase Shift, Bolt, Corrugated Bottom, Rolling, Thread Height, Rolling Pitch Circle
Description
본 발명은, 헐거움 방지 기능을 가지는 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스(screw rolling dies) 및 다중나사 볼트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 헐거움 방지 기능을 가지는 여러가지 볼트 및 그 제조 방법이 연구·개발되고 있다. 예를 들면, 국제공개 제02/077466호 팜플렛(이하, 「특허문헌1」이라고 한다.)에 기재된 볼트는, 볼트 축부의 선단부에서 소정부까지 형성된 피치(P)의 보통 나사(coarse screw thread)부와, 적어도 볼트 축부의 보통 나사부의 전장 혹은 선단부에서 보통 나사부의 소정부까지 보통 나사부에 포개서 형성된 피치(p)(p=P/n, n은 2 이상의 정수)의 가는 나사(fine screw thread)부를 구비하는 구성이다.In recent years, various bolts having a loosening function and a manufacturing method thereof have been researched and developed. For example, the bolt described in International Publication No. 02/077466 pamphlet (hereinafter referred to as "
이 볼트(소위 2중나사 볼트)에서는, 볼트의 보통 나사부에 보통 너트(coarse nut)를 나사 결합시킨 후, 가는 나사부에 가는 너트(fine nut)를 이 보통 너트에 포개서 나사 결합시켜서, 볼트 및 양 너트간을 체결시킬 수 있다. 이 때, 가는 너 트와 보통 너트의 피치가 다르기 때문에, 양자가 일체가 되어 동일 방향으로 회전하면, 양 너트간의 접촉면(시트면)에 반발력이 작용하고, 보통 너트가 헐거움 방향으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.In this bolt (so-called double-threaded bolt), a coarse nut is screwed onto the normal thread of the bolt, and then a fine nut is superimposed on this thin nut to screw the bolt and the The nut can be tightened. At this time, since the pitch of the thin nut and the common nut is different, when both are united and rotated in the same direction, a repulsive force acts on the contact surface (seat surface) between both nuts, and the nut is prevented from rotating in the loose direction. can do.
또, 특허문헌1에는, 이 2중나사 볼트의 제조 방법에 대해서도 기재되어 있다. 그 제조 방법은, 우선, 볼트 축부의 선단부에서 소정부까지 절삭에 의해 피치(P)의 보통 나사부를 형성하고, 그 후, 적어도 볼트 축부의 보통 나사부의 전장 혹은 볼트 축부의 선단에서 보통 나사부의 소정부까지 보통 나사부에 포개서, 피치(p)의 가는 나사부를 절삭에 의해 형성한다는 것이다.
상기와 같이, 우선, 보통 나사부를 절삭에 의해 형성하고, 그 후, 이 보통 나사부에 포개서 가는 나사부를 절삭에 의해 형성할 경우, 1개의 2중나사 볼트를 제조하기 위해서, 절삭공정을 2회 행하지 않으면 안 된다. 또한, 1회째의 절삭에 의해 형성된 보통 나사부에 포개서 2회째의 절삭을 행하여 가는 나사부의 형성을 행하면, 거듭 절삭한 부분에 버가 생겨버린다. 그 때문에 이 버를 와이어 브러쉬 등에 의해 제거하는 공정이 필요하다.As described above, first, when the ordinary thread part is formed by cutting, and then the thin thread part superimposed on the normal thread part is formed by cutting, in order to manufacture one double screw bolt, the cutting step is not performed twice. You must. In addition, burrs are formed in the portion which is repeatedly cut when the screw portion is formed to be superimposed on the ordinary screw portion formed by the first cutting and the second cutting is performed. Therefore, the process of removing this bur with a wire brush etc. is required.
또, 특허문헌1에는, 보통 다이스(coarse dies)와 가는 다이스(fine dies)를 이용하여 1공정의 전조(轉造:roll forming)가공에 의해 2중나사 볼트를 제조하는 것에 대해서 언급되어 있지만, 이 특허문헌1에 기재된 바와 같이, 보통 다이스와 가는 다이스를 일정한 간격을 두고 대향해서 배치하고, 이 보통 다이스와 가는 다이스와의 사이에 볼트 축부를 넣어서 전조가공을 행해도, 실제로는 2중나사 볼트를 제조하는 것은 불가능하다. 이것은, 일방의 다이스(보통 다이스·가는 다이스)에 의해 전조가공한 나사산을, 타방의 다이스(가는 다이스·보통 다이스)에 의해 부수는 것이 되기 때문이다.In addition, although
또한, 특허문헌1에는, 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 다이스를 이용해도 마찬가지로 실시 가능하다고 하는 기재가 있지만, 특허문헌1에는, 보통 나사산과 가는 나사산을 구체적으로 어떻게 해서 일체로 형성하면 좋은지 기재되어 있지 않다. 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 다이스라고 하는 기재는 언뜻 보기에 옳은 것처럼 생각되지만, 실제로 보통 나사산과 가는 나사산을 1개의 다이스 상에 일체로 형성할 수는 없어, 이 특허문헌1의 기재만으로는, 2중나사 볼트를 제조하는 것은 불가능하다.In addition, although
이렇게, 특허문헌1에 기재된 2중나사 볼트는, 실제로는 절삭에 의해 제조할 수 밖에 방법이 없다. 그런데, 상기와 같이 절삭에 의한 제조 방법에서는, 통상의 볼트보다도 제조 공정이 많기 때문에, 제조 코스트가 극히 높고, 2중나사 볼트의 단가는 매우 높은 것으로 되어 있다.Thus, the double-threaded bolt of
그래서, 본 발명에 있어서는, 소위 2중나사 볼트와 같은 다중나사 볼트를, 보다 저단가로 대량생산하는 것이 가능한 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.Then, in this invention, it aims at providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of the bolt which can mass-produce multithreaded bolts, such as what is called a double-threaded bolt, at low cost, and the thread rolling die used for this.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 가는 나사를 전개한 가는 나사산과 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 골부에 주기적으로 형성된 상기 가는 나사산의 일부를 구비한 것이다. 본 발명의 볼트의 제조 장치는, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지(plunge) 전조가공하는 볼트의 제조 장치에 있어서, 상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개를 상기 본 발명의 나사 전조 다이스로 한 것이다. 본 발명의 볼트의 제조 방법은, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 방법에 있어서, 나사 전조 다이스 중 적어도 1개를 상기 본 발명의 나사 전조 다이스로 하는 것이다.In order to solve the above problems, the screw rolling die of the present invention is a part of the ordinary thread that has developed the normal screw, and the bone thread of the ordinary thread is periodically formed in accordance with the phase shift between the fine thread that has developed the fine screw and the normal thread. It is provided with a part of the thin thread formed. The apparatus for manufacturing a bolt of the present invention is a bolt manufacturing apparatus in which a bolt material is pressed against a thread rolling die and plunge rolled, wherein at least one of the screw rolling die is used as the screw rolling die of the present invention. will be. The manufacturing method of the bolt of this invention WHEREIN: The manufacturing method of the bolt which presses a bolt material on a screw rolling die and plunge-rolls, WHEREIN: At least 1 of a screw rolling die is used as the screw rolling die of this invention.
본 발명의 볼트의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 나사 전조 다이스 상의 보통 나사산의 일부에 의해 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부가, 나사 전조 다이스 상의 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료의 외주 표면 상의 보통 나사산의 일부에 가는 나사산의 일부가, 1공정으로 한번에 전사된다. 이에 따라, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사를 구비한 볼트를 얻을 수 있다.According to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the bolt of the present invention, the bolt material is pressurized by a part of the normal thread and a part of the thin thread formed on the thread rolling die, and the outer circumference of the bolt material by the part of the normal thread on the thread rolling die. A portion of the threads that are usually thin on the surface and part of the threads that are thin on a portion of the normal threads on the outer circumferential surface of the bolt material by the portion of the thin threads on the thread rolling die are transferred at once in one step. Thereby, the so-called double threaded bolt in which a part of normal thread and a part of thin thread is formed can be obtained.
여기에서, 보통 나사란, 직경과 피치와의 조합이 일반적이며 가장 보통으로 사용되고 있는 나사를 말한다. 또, 가는 나사란, 보통 나사와 비교해서 직경에 대한 피치의 비율이 세밀하고, 골이 얕은 나사를 말한다. 본 발명의 나사 전조 다이스에 관한 가는 나사산의 피치는, 보통 나사산의 피치 이하이면 된다. 또, 각각의 나사산의 형상은, 삼각나사, 사다리꼴나사, 각나사, 톱니나사, 둥근나사, 볼나사나 그 밖의 특수나사 등 중 어느 것이라도 좋고, 임의로 조합시키는 것도 가능하다.Here, the normal screw refers to a screw in which a combination of diameter and pitch is common and most commonly used. In addition, a thin screw is a screw with a narrow ratio of pitch with respect to a diameter compared with a normal screw, and a shallow groove. The pitch of the fine thread about the screw rolling die of this invention should just be below the pitch of a normal thread. The shape of each thread may be any of triangular screws, trapezoidal screws, square screws, toothed screws, round screws, ball screws, other special screws, and the like, and may be arbitrarily combined.
또한, 본 명세서 중에 있어서는, 나선의 방향은 일치하지만, 피치가 다른 2개 이상의 나사산을 동축 상에 가지는, 원통체 또는 원추체의 것을 다중나사라고 한다. 다중나사는, 피치가 다른 나사산의 수가 2인 경우, 2중나사, 3인 경우, 3중나사, 4인 경우, 4중나사, …, n인 경우, n중나사라고 한다. 다중나사는, 그 가장 큰 피치의 나사산과 가장 작은 피치의 나사산의 비를 a대 n으로 할 때(a와 n은 최소의 정수비), 큰 피치의 나사산의 피치(a)마다 그 다중나사의 나사산의 형상은 주기적으로 변화한다.In addition, in this specification, the thing of the cylindrical body or the cone body which has two or more threads which differ in pitch, but differs in pitch on a coaxial is called multiple screw. The multi-screws are double threads when the number of threads with different pitches is 2, double screws when 3, triple screws when 4, quad screws when 4,. If n, n is called the middle screw. When the ratio of the thread of the largest pitch to the thread of the smallest pitch is a to n (a and n are the minimum integer ratios), the multithreaded screw is used for each pitch (a) of the thread of the large pitch. The shape of the thread changes periodically.
2중나사 볼트를 제조할 경우, 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b은 최소의 정수비다.)를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 한다.In the case of manufacturing double-threaded bolts, the thread rolling dies are a part of the normal thread in which the ordinary thread is unfolded, and a thin thread having a helix in the same direction as the ordinary thread in the valley of the ordinary thread and having a smaller pitch than the ordinary thread (but The ratio of the pitch of a normal screw to a thin screw is a to b, and a and b are the minimum integer ratios.) We shall have a part.
또, 나사 전조 다이스가, 또한, 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 형성되는 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c이며, a와 b와 c는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 함으로써, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 형성된 3중나사 볼트를 제조하는 것이 가능하다.In addition, the screw rolling die is also the finest screw having a smaller pitch than the screw having a spiral in the same direction as the ordinary screw in the valley formed by a part of the normal thread and a part of the thin thread. The ratio of the pitch of the screw to the highest screw is a to b to c and a and b to c are the minimum integer ratios.) By having a part of the finest thread periodically revealed every c winding of the thread, it is possible to manufacture a triple screw bolt in which a part of the normal thread, a part of the thin thread and a part of the finest thread are formed.
또한, n중나사 볼트를 제조할 경우, 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 한다. 이에 따라, 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 형성된 다중나사 볼트를 제조하는 것이 가능하다.In the case of manufacturing an n-thread screw, the thread rolling die has a part of the common thread in which the ordinary thread is unfolded, and a spiral in the same direction as the normal screw in the valley of the ordinary thread, and the pitch is smaller than that of the ordinary thread, and the pitch is smaller. 1 or a plurality of fine screws (however, the ratio of the pitch of a normal screw and a single or a plurality of fine screws is a to… to n, and a,…, n is a minimum integer ratio). In this case, it is assumed to have a part of each thin thread periodically exposed every n windings of the thread as the phase shifts from the normal thread. Thereby, it is possible to manufacture a multi-screw bolt in which a part of a normal thread and a part of each of the plurality of fine threads are formed.
여기에서, 가는 나사산 중 가장 피치가 작은 가는 나사산의 일부가, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골의 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 것으로 하면, 전조가공시, 구름 피치원 직경이, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥부분에 있어서 골 바닥을 높게 한 분량의 약 절반분량만큼 볼트 재료의 내측으로 이동한다. 이에 따라, 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 볼트 재료의 회전 중심 위치의 변동이 경감된다.Here, when a part of the thin thread with the smallest pitch among the thin threads develops the thin screw so that the valley bottom when the thin screw is developed becomes a higher position than the bottom of the valley of the normal thread, the phase shift with the normal thread is different. The rolling pitch circle diameter is about half of the bolt height at the bottom of the bone when the thin screw is unfolded. Move inwards. Thereby, the fluctuation | variation of the rolling pitch circle diameter in a process end is reduced, and the fluctuation | variation of the rotation center position of a bolt material is reduced.
또, 이 때, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥은, 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치로 하는 것이 바람직하다. 이 범위라면 가공 중의 채터 진동 및 소음을 유효하게 감소할 수 있다. 또한, 5%보다 작을 경우, 골 바닥 높이를 변화시키는 것에 의한 채터 진동 및 소음의 개선은 거의 볼 수 없었다. 한편, 50%을 넘으면, 전조가공에 의해 제조된 다중나사 볼트의 가는 나사산의 높이가, 표준규격의 가는 나사산의 유효 직경보다도 작아져버리기 때문에, 이 다중나사 볼트의 가는 나사산으로의 걸림이 작아진다.At this time, it is preferable that the valley bottom at the time of deploying the narrow screw is 5-50% higher than the height of the narrow thread of the standard standard rather than the valley bottom of the normal thread. Within this range, chatter vibration and noise during processing can be effectively reduced. In addition, when less than 5%, improvement in chatter vibration and noise by changing the valley floor height was hardly seen. On the other hand, if it exceeds 50%, the height of the thin thread of the multi-thread bolt manufactured by the rolling process becomes smaller than the effective diameter of the thin thread of the standard specification, so that the latch of the multi-thread bolt to the thin thread becomes small. .
또, 나사 전조 다이스가, 가는 나사산의 일부의 골 바닥에 더욱 깊이 자른 깊은 홈을 구비한 것으로 함으로써, 다중나사 볼트를 전조가공할 때, 이 깊은 홈이 대쉬 포트의 역할을 다하고, 나사 전조 다이스의 홈부로 볼트 재료가 완전히 충전되지 않아도, 표준규격의 가는 나사 치수를 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있다. 또, 완전 충전되지 않음으로써, 완전 충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수 있다.In addition, when the thread rolling die has a deep groove cut deeper in the bottom of a part of the thin thread, this deep groove serves as a dash pot when rolling multiple screw bolts. Even if the grooves are not completely filled with bolt material, it is possible to produce multi-screw bolts with standard narrow thread dimensions. In addition, by not being fully charged, it is possible to suppress chatter vibration of the processing end that is caused by the full filling as a factor.
또, 이 때, 홈은, 표준규격의 가는 나사산 높이의 3∼10%의 깊이로 하는 것이 바람직하다. 이 범위라면, 대쉬 포트의 역할을 충분히 발휘할 수 있고, 완전한 형상의 가는 나사산을 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있는 동시에, 가공 종기의 채터 진동을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 3%보다 작을 경우, 홈을 설치한 것에 의한 개선은 거의 볼 수 없었다. 한편, 10%을 넘으면, 홈이 지나치게 깊어서, 다중나사 볼트의 가는 나사산 형상에 영향을 끼칠 가능성이 있다.At this time, the groove is preferably set to a depth of 3 to 10% of the height of the thin thread of the standard standard. If it is this range, the role of a dash pot can fully be exhibited, the multi-threaded bolt which has a thin thread of a perfect shape can be manufactured, and chatter vibration of a processing end can be fully suppressed. Moreover, when less than 3%, the improvement by installing a groove was hardly seen. On the other hand, if it exceeds 10%, the groove is too deep, which may affect the thin thread shape of the multi-screw bolt.
여기에서, 본 발명의 나사 전조 다이스가, 둥근 다이스 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부를 형성한 것이라면, 이 나사 전조 다이스를 소정 간격으로 배치해서 각각 동일 방향으로 회전시키고, 이 나사 전조 다이스간에 볼트 재료를 가압시킴으로써, 2중나사 볼트를 제조할 수 있다.Here, if the screw rolling die of this invention forms a part of a normal thread and a part of a thin thread on a round die, this screw rolling die is arrange | positioned at predetermined space | intervals, and it rotates in the same direction, respectively, and this screw rolling die A double screw bolt can be manufactured by pressurizing a bolt material to liver.
또, 본 발명의 나사 전조 다이스가, 평 다이스 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부를 형성한 것이라면, 이 나사 전조 다이스를 소정 간격으로 배치하고, 일방을 고정하고 타방을 평행 이동시키든지, 또는 서로 역방향으로 평행 이동시키고, 이 나사 전조 다이스간에 볼트 재료를 가압시킴으로써, 2중나사 볼트를 제조할 수 있다.Moreover, if the thread rolling die of this invention formed a part of a normal thread and a part of a thin thread on a flat die, this thread rolling die will be arrange | positioned at predetermined space | intervals, and fixed one and moving the other in parallel, Alternatively, a double-threaded bolt can be manufactured by moving in parallel to each other in the opposite direction and pressing the bolt material between the screw rolling dies.
또한, 본 발명의 나사 전조 다이스는, 소정 간격으로 배치하는 복수의 나사 전조 다이스 중 적어도 1개 배치하면 되지만, 모든 나사 전조 다이스를 본 발명의 나사 전조 다이스로 하는 것도 가능하다. 나사 전조 다이스 중 1개를 본 발명의 나사 전조 다이스로 할 경우, 다른 나사 전조 다이스는 보통 나사만을 전개한 통상의 보통 나사 다이스로 한다. 또, 로터리 플레너터리방식의 볼트의 제조 방법 또는 제조 장치에 적용할 경우, 본 발명의 나사 전조 다이스는 둥근 다이스 또는 세그먼트 다이스 중 어느 일방에 적용하면 되고, 양방에 적용해도 좋다.In addition, although the screw roll die of this invention should just arrange | position at least 1 among the some thread rolling dice arrange | positioned at a predetermined space | interval, it is also possible to make all the screw roll dies the screw roll die of this invention. In the case where one of the screw rolling dies is used as the screw rolling die of the present invention, the other thread rolling die is a normal ordinary screw die in which only ordinary screws are developed. Moreover, when applying to the manufacturing method or manufacturing apparatus of the bolt of a rotary planetary system, the thread rolling die of this invention may be applied to either one of a round die or a segment die, and may be applied to both.
본 발명에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 가는 나사를 전개한 가는 나사산과 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 골부에 주기적으로 형성된 가는 나사산의 일부를 구비한 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사를 구비한 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.(1) At least a screw rolling die having a portion of a common thread having a flattened screw thread and a portion of a thin thread periodically formed at a valley of the normal screw thread according to a phase shift between the thin screw having a thin screw laid out and the normal thread. By arrange | positioning one and pressing and plunge-rolling a bolt material to a screw rolling die, a bolt material is pressurized by a part of the normal thread formed on the thread rolling die and a part of a thin thread, and the outer periphery of this bolt material Since a part of the normal thread and a part of the thin thread are transferred at once in one process on the surface, a bolt with a so-called double screw, in which a part of the thread and a part of the thin thread is usually formed, is mass-produced at a lower cost than cutting. It becomes possible.
(2)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.(2) A part of the common thread which usually unfolds the screw, and a thin screw having a spiral in the same direction as the normal screw in the valley of the common thread and having a smaller pitch than the normal screw (However, the ratio of the pitch of the ordinary screw and the thin screw at least one screw rolling die having a portion of the thin thread periodically exposed every b windings of the normal thread as the phase shifts from the normal thread when a to b and a and b are minimum integer ratios. The bolt material is pressurized by a part of the normal thread formed on the thread rolling die and a part of the thin thread by arranging and pressing the bolt material by pressing the bolt material onto the thread rolling die, and on the outer peripheral surface of the bolt material. Since some of the normal threads and some of the thin threads are transferred in one step at a time, usually some of the threads and some of the thin threads A, it becomes possible to lower step horizontal mass production than the screw bolt cutting of the so-called two.
(3)또한, 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 형성되는 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c이며, a와 b와 c는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부, 가는 나사산의 일부 및 최고로 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 3중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.(3) The finest screw having a smaller pitch than the screw having a spiral in the same direction as the normal screw in the valley formed by a part of the common thread and a part of the thin thread (however, The pitch of the thread is a to b to c, and a, b and c are the minimum integer ratios.) By arranging at least one screw rolling die having a part of the highest screw thread periodically revealed every time, and pressing the bolt material to the plunge rolling process to the screw rolling die, a part of the normal thread formed on the screw rolling die, thin The bolt material is pressurized by a part of the thread and a part of the thinnest thread, and on the outer circumferential surface of the bolt material, Since part of the fine and fine threads and part of the finest threads are transferred in one step at a time, the so-called triple-threaded bolts, usually formed with part of the threads, part of the fine threads and part of the finest threads, are lower than cutting. It is possible to mass produce horizontally.
(4)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 복수의 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 형성된, 소위 다중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.(4) One or a plurality of fine threads having a pitch that is smaller than a normal thread and has a helix in the same direction as the normal screw in a part of the common thread in which the common screw is unfolded, and the valley of the normal thread, The ratio of the pitch of the screw and the plurality of fine screws is a to ... vs n, and a, ..., n is the minimum integer ratio). By arranging at least one screw rolling die having a portion of each thin thread periodically exposed, and by plunge rolling by pressing bolt material onto the screw rolling die, a portion and a plurality of ordinary threads formed on the thread rolling die are formed. The bolt material is pressurized by a portion of the thin threads of and on the outer circumferential surface of the bolt material a portion of the normal thread and a portion of each of the plurality of fine threads is 1 Since it is transferred at a time by the process, it becomes possible to mass-produce so-called multi-screw bolts in which a part of a thread and a part of each of a plurality of thin threads are formed at a lower cost than cutting.
(5)가는 나사산 중 가장 피치가 작은 가는 나사산의 일부가, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 것에 의해, 전조가공시의 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 볼트 재료의 회전 중심 위치의 변동이 경감된다. 이에 따라, 나사 전조 다이스의 홈부로의 재료충전율이 보다 균등에 가깝게 되고, 채터 진동을 대폭 억제할 수 있다.(5) When a part of the thin thread having the smallest pitch among the thin threads develops the thin screw so that the valley bottom when the thin screw is developed becomes a position higher than the valley bottom of the normal thread, As a result, it is revealed periodically every n windings of the thread, so that the fluctuation of the rolling pitch circle diameter at the end of the machining during the rolling process is reduced, and the fluctuation of the rotational center position of the bolt material is reduced. As a result, the material filling ratio of the screw rolling die to the groove portion becomes more even, and chatter vibration can be greatly suppressed.
(6)나사 전조 다이스가, 가는 나사산의 일부의 골 바닥에 더욱 깊이 자른 깊은 홈을 구비함으로써, 다중나사 볼트를 전조가공할 때, 나사 전조 다이스의 홈부로 볼트 재료가 완전히 충전되지 않아도, 나사 전조 다이스의 가는 나사산 높이의 가는 나사산을 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있다. 또, 완전 충전되지 않음으로써, 완전충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수 있다.(6) When the thread rolling die has a deep groove cut deeper in the valley bottom of a part of the thin thread, when rolling multiple screw bolts, the thread rolling die is not completely filled with the groove of the screw rolling die. Multi-threaded bolts with thin threads of die thin thread height can be produced. In addition, by not being fully charged, chatter vibration of the processing boil generated by full charging as a factor can be suppressed.
(7)본 발명의 나사 전조 다이스를 이용한 전조가공에 의해 얻어진 2중나사 볼트는, 보통 나사산과 가는 나사산과의 경계부의 선단형상이 매끄러운 곡률이 되고, 절삭에 의해 제조한 2중나사 볼트와 같이 보통 나사산과 가는 나사산과의 경계부에 엣지가 발생하지 않는다.(7) The double screw bolt obtained by the rolling process using the screw rolling die of the present invention has a smooth curvature at the distal end portion of the boundary between the normal thread and the thin thread, similar to the double screw bolt manufactured by cutting. Usually, no edges occur at the boundary between threads and fine threads.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the double screw bolt in 1st Embodiment of this invention.
도 2는 도 1의 나사 전조 다이스를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating the screw rolling die of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 2의 나사 전조 다이스의 외주의 전사 패턴의 일부를 평면으로 전개한 도면이다.3 is a view in which a part of the transfer pattern of the outer circumference of the screw rolling die of FIG. 2 is developed in a plane.
도 4A는 도 3의 A-A선 단면도이다.4A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4B는 도 3의 B-B선 단면도이다.4B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 3.
도 4C는 도 3의 C-C선 단면도이다.4C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.
도 4D는 도 3의 D-D선 단면도이다.4D is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG. 3.
도 4E는 도 3의 E-E선 단면도이다.4E is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG.
도 4F는 도 3의 F-F선 단면도이다.4F is a cross-sectional view taken along the line F-F in FIG. 3.
도 5A는 도 4A의 일부확대도이다.5A is an enlarged view of a portion of FIG. 4A.
도 5B는 도 4D의 일부확대도이다.5B is an enlarged view of a portion of FIG. 4D.
도 6A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 6A is an enlarged partial view corresponding to FIG. 5A of a screw roll die with a correction; FIG.
도 6B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 6B is a partially enlarged view corresponding to FIG. 5B of a screw rolling die with correction. FIG.
도 7A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 7A is a partially enlarged view corresponding to FIG. 5A of a thread rolling die with a correction. FIG.
도 7B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 7B is a partially enlarged view corresponding to FIG. 5B of a screw rolling die with correction. FIG.
도 8A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 8A is a partially enlarged view corresponding to FIG. 5A of a screw rolling die with correction. FIG.
도 8B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.FIG. 8B is a partially enlarged view corresponding to FIG. 5B of a screw rolling die with correction. FIG.
도 9는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.Fig. 9 is a schematic diagram showing an apparatus for manufacturing double screw bolts in a second embodiment of the present invention.
도 10A, 도 10B, 도 10C, 도 10D, 도 10E, 도 10F는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스의 단면도이다.10A, 10B, 10C, 10D, 10E, and 10F are cross-sectional views of a screw rolling die for a triple screw bolt in a third embodiment of the present invention.
도 11A, 도 11B, 도 11C, 도 11D, 도 11E, 도 11F, 도 11G, 도 11H는, 도 3의 A-A선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H are views showing the state of material flow in the cross section along the line A-A in FIG.
도 12A, 도 12B, 도 12C, 도 12D, 도 12E, 도 12F, 도 12G, 도 12H는, 도 3 의 B-B선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, and 12H are diagrams showing the state of material flow in the cross-sectional view along the line B-B in FIG.
도 13A, 도 13B, 도 13C, 도 13D, 도 13E, 도 13F, 도 13G, 도 13H는, 도 3의 D-D선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G, and 13H are diagrams showing the state of the material flow in the cross section taken along the line D-D in FIG.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(The best mode for carrying out the invention)
(실시형태1)(Embodiment 1)
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도, 도 2는 도 1의 나사 전조 다이스(1)를 도시한 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the double screw bolt in 1st Embodiment of this invention, and FIG. 2 is the perspective view which showed the thread rolling die 1 of FIG.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치는, 소정 간격으로 대향 배치한 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)와, 원기둥 형상의 볼트 재료(이하, 「워크」라고 한다.)(3)를 소정 위치에서 지지하는 볼트 지지부(2)과 구비한다. 또, 도 2에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)는, 원통형의 다이스(둥근 다이스)의 외주에 2중나사 볼트 형성용의 전사패턴(4)을 형성한 것이다.As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus of the double screw bolt in this embodiment is a pair of
도 3은 도 2의 나사 전조 다이스(1)의 외주의 전사 패턴(4)의 일부를 평면으로 전개한 도면, 도 4A, 도 4B, 도 4C, 도 4D, 도 4E, 도 4F는, 각각 도 3의 A-A선 단면도, B-B선 단면도, C-C선 단면도, D-D선 단면도, E-E선 단면도, F-F선 단면도이다.3 is a plan view of a portion of the
도 3에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)의 외주에는, 제조하는 2중나사 볼트에 대응하는 전사 패턴(4)이 1주당 16개 분량 되풀이해서 형성되어 있다. 나사 전조 다이스(1)의 외경은 173.987㎜이며, 2중나사 볼트는 호칭 직경 M12로 보통 나사 피치 1.75㎜, 가는 나사 피치 0.875㎜이다. 따라서, 2중나사 볼트 1개 분량의 전사 패턴(4)은, 나사 전조 다이스(1)의 외주 1주 360° 중 22.5°의 범위에 형성되어 있는 것이 된다. 도 3의 A-A선, B-B선, C-C선, D-D선, E-E선, F-F선은, 각각 3.75°간격으로 설치한 것이다.As shown in FIG. 3, the
도 4A∼도 4F에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)의 전사 패턴(4)(도 4A∼도 4F에 실선으로 나타낸다.)은, 보통 나사를 둥근 다이스의 표면에 전개한 기준의 나사산이 되는 보통 나사산의 일부(이하, 「보통 나사산부」라고 한다.)(5)와, 이 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적으로 형성된 부가적인 돌기(6)로 구성되어 있다. 돌기(6)는, 전개한 보통 나사산의 원래의 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고, 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사를 전개한 가는 나사산(도 4A∼도 4F에 점선(상상선)(6a)으로 나타낸다.)과 보통 나사산과의 위상 어긋남(7)에 따라서 주기적인 형상으로 형성된 것이다.As shown in Figs. 4A to 4F, the transfer pattern 4 (shown in solid lines in Figs. 4A to 4F) of the
여기에서, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비를 a대 b(다만, a와 b는 최소의 정수비. 도시예에서는 2대 1로 하고 있다.)로 하면, 돌기(6)는, 가는 나사를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기(도시예에서는 1감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부가 된다. 도 4A∼도 4F에 도시한 바와 같이, 상상선(6a)으로 나타낸 가는 나사산은, 보통 나사산과의 위상 어긋남(7)에 의해, 이 보통 나사산으로부터 돌출한 부분만이, 부가적인 돌기(6)로서 드러나 있다. 즉, 돌기(6)는, 가는 나사산 바로 그것이 아니라, 위상 어긋남 (7)에 따라 어긋난 분량만큼 가는 나사산의 상상선(6a)에 대응하도록, 보통 나사산에 대하여 부가적으로 돌출시킨 돌기이다. 보통 나사산부(5)는, 나사 전조 다이스(1)의 표면에 드러나 있는 가는 나사산의 일부(돌기(6)의 표면)를 제외하는 부분이다.Here, when the ratio of the pitch of a normal screw and a thin screw is a to b (however, a and b are the minimum integer ratio. In the example of illustration, it is set as 2 to 1), the
또, 도 4A∼도 4F에 도시한 예에서는, 기준이 되는 보통 나사산의 골부(5a)의 골 바닥(5b)과, 돌기(6)에 대응시킨 가는 나사산의 상상선(6a)의 골 바닥(6b)의 위치를 일치시키고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.In addition, in the example shown to FIGS. 4A-4F, the
예를 들면, 본 실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스(1)에 의해 제조된 2중나사 볼트(도시 생략.)의 보통 나사산에 보통 너트를 나사 결합시키면, 나사 전조 다이스(1)의 돌기(6)의 분량만큼 접촉 면적이 줄게 되지만, 돌기(6)에 대응시킨 가는 나사산의 상상선(6a)의 골 바닥(6b)의 위치를 도 4A∼도 4F의 하방으로 이동시킴으로써, 2중나사 볼트의 보통 나사산과 보통 너트와의 접촉 면적을 늘릴 수 있다.For example, when the ordinary nut is screwed to the normal thread of the double screw bolt (not shown) manufactured by the screw rolling die 1 in this embodiment, the
또한, 통상의 나사 전조 다이스라면, 그 표면에 보통 나사산 또는 가는 나사산 중 어느 일방만이 형성되어 있기 때문에, 보통 나사 너트 또는 가는 나사 너트를 끼울 수 있다. 그러나, 본 실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스(1)의 경우, 보통 나사 너트 및 가는 나사 너트를 끼우려 해도 끼워지지 않는다. 나사 전조 다이스(1)의 표면에, 특허문헌1에 기재된 바와 같이 종래의 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 것(구체적인 구조는 명확하지 않지만)이 아니라, 보통 나사산부(5)와 이 보통 나사산부(5)의 원래의 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적인 형상의 돌기(6)가 형성된 것이기 때문이다.Moreover, in the case of a normal screw rolling die, since either one of a normal thread or a thin thread is formed on the surface, a normal screw nut or a thin screw nut can be fitted. However, in the case of the thread rolling die 1 in this embodiment, even if it is going to insert a normal screw nut and a thin screw nut, it does not fit. On the surface of the
상기 구성의 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사 볼트를 제조하기 위해서는, 원기둥 형상의 워크(3)를 볼트 지지부(2) 상에 배치하고, 이 워크(3)를 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)간에 가압시키고, 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)를 각각 동일 방향(예를 들면, 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이 오른쪽 방향)으로 회전시킨다. 이에 따라, 워크(3)의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되고, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있다.In order to manufacture a double screw bolt using the manufacturing apparatus of the double screw bolt of the said structure, the cylindrical workpiece |
이렇게 해서 얻어진 2중나사 볼트의 외주 표면에는, 도 4A∼도 4F의 나사 전조 다이스(1)의 전사패턴(4)의 역패턴의 홈(보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 상당하는 홈)이 형성되어 있다.On the outer circumferential surface of the double-threaded bolt thus obtained, grooves (usually corresponding to the threaded
얻어진 2중나사 볼트는, 종래의 절삭에 의해 형성한 2중나사 볼트와 마찬가지로, 보통 나사산이 형성된 다음, 가는 나사산이 도려내진 상태의 것이 된다. 따라서, 얻어진 2중나사 볼트에는 보통 나사 너트와 가는 나사 너트를 끼울 수 있다.The obtained double screw bolt is a state in which a thin thread is cut out after a normal thread is formed similarly to a double screw bolt formed by conventional cutting. Therefore, the obtained double screw bolt can be fitted with a normal screw nut and a thin screw nut.
또한, 2중나사 볼트는, 이 2중나사 볼트의 보통 나사산의 골부에 보통 나사 너트의 보통 나사산의 산부를 끼워 맞춤시키고, 이 2중나사 볼트의 보통 나사산의 산부에 형성된 가는 나사산의 골부에 가는 나사 너트의 가는 나사의 산부를 끼워 맞춤시키는 것이기 때문에, 보통 나사산의 산정상의 반경 방향 위치와 가는 나사산의 산정상의 반경 방향 위치가 항상 일치하도록 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 2중나사 볼트를 제조하기 위한 나사 전조 다이스의 돌기는, 가는 나사를 전개했 을 때의 골 바닥의 위치가 보통 나사산의 골 바닥 위치와 일치하도록 가는 나사를 전개하고, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부로 이루어진다. 이하, 이러한 돌기를 가지는 나사 전조 다이스를 「표준 다이스」라고 한다.In addition, the double screw bolt fits the valley of the normal thread of the ordinary screw nut to the valley of the normal thread of the double screw bolt, Since it is to fit the peak part of the fine thread of a screw nut, it is common to form so that the radial position of the top of a threaded thread may always correspond with the radial position of the top of a thin thread. The projection of the screw roll die for manufacturing such a double-threaded bolt expands the thin screw so that the position of the valley bottom when the thin screw is deployed coincides with the valley bottom position of the normal thread, and is out of phase with the normal thread. As a general rule, it consists of a small number of thin threads that appear periodically every b windings of the thread. Hereinafter, the screw rolling die which has such a process is called "standard dice."
도 5A, 도 5B는, 각각 도 4A, 도 4D의 일부확대도이다. 도 5A, 도 5B에 도시한 바와 같이 표준 다이스의 주기적으로 변화하는 홈의 깊이는, 보통 나사산의 골 바닥(5b)의 위치와 돌기(6)를 형성하기 위해서 전개한 가는 나사의 가는 나사산(6a)의 골 바닥(6b)의 위치가 서로 가장 잘 겹치는 부분(A-A선 단면)에서 가장 깊고, 양자의 위치가 가장 어긋나 있는 부분(D-D선 단면)에서 가장 얕아져 있다. 이 때문에, 표준 다이스로 2중나사 볼트를 전조가공할 경우, 가공의 최종단계에 있어서의 공구와 워크(3)의 구름 피치(공구와 워크(3)가 구름 접촉하는 위치)원의 직경은, 워크(3)로부터 보면 A-A선 단면부분에서 가장 크고, D-D선 단면부분에서 가장 작아진다.5A and 5B are partially enlarged views of FIGS. 4A and 4D, respectively. As shown in Figs. 5A and 5B, the periodically changing groove depths of the standard dice are usually the positions of the
이 결과, 그 가공 시점(즉 가공의 최종 길들이기 단계)에서는 워크(3)의 회전 중심 위치는 항상 변동하고, 심한 채터 진동, 소음의 원인이 된다. 이 채터 진동의 정도에 따라서는, 정밀도 불량을 야기하고, 공구수명을 현저하게 단축하고, 제조 장치에도 악영향을 끼칠 가능성이 있다. 또, 이 표준 다이스에서는, 각 단면에서의 홈부의 단면적이 다르기 때문에(즉, A-A선 단면에서 가장 크고, D-D선 단면에서 가장 작다.), 각 단면에 있어서의 홈부로의 재료충전율에 차가 생기고, 특히 가공 종기에 있어서는, 홈부로의 재료의 충전율이 높기 때문에, 잉여재료의 여유 공간이 없어진다. 이것도 채터 진동 등의 문제의 원인이 된다.As a result, the rotation center position of the
그래서, 본 실시형태에 있어서, 돌기(6)는, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)이 보통 나사산의 골 바닥(5b)보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산(6a)의 일부로 한 것이 바람직하다. 이 때, 도 6A, 도 6B에 도시한 바와 같이, 전개하는 가는 나사는, 표준규격보다도 5∼50% 골 깊이가 얕은 가는 나사로 하고, 이 얕게 한 분량(dh)만큼 이 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)이 보통 나사산의 골 바닥(5b)보다도 높은 위치가 되도록 한다.Therefore, in the present embodiment, the
혹은, 도 7A, 도 7B에 도시한 바와 같이, 전개하는 가는 나사는, 보통 나사산의 골 바닥(5b)의 위치와 돌기(6)를 형성하기 위해서 전개한 가는 나사의 가는 나사산(6a)의 골 바닥(6b)의 위치가 서로 가장 잘 겹치는 부분(A-A선 단면)에서는 표준규격보다도 5∼50% 골 깊이가 얕은 가는 나사가 되고, 양자의 위치가 가장 어긋나 있는 부분(D-D선 단면)에서는 표준규격의 골 깊이가 되도록 매끄럽게 변화하는 것으로 한다.Alternatively, as shown in FIG. 7A and FIG. 7B, the thin screw to be expanded is usually the valley of the
이들 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 2중나사 볼트를 전조가공했을 경우, 표준 다이스를 이용하여 전조가공할 경우와 비교하여, A-A선 단면에 있어서의 구름 피치원 직경이, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)의 깊이를 얕게 한 분량(dh)의 약 절반 분량만큼 워크(3)의 내측으로 이동하고, 그 분량만큼 D-D선 단면에 있어서의 구름 피치원 직경에 가까워진다. 그 때문에, 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 워크(3)의 회전 중심 위치의 변동이 경감 된다. 또, A-A선 단면의 홈부의 단면적이 D-D선 단면적의 홈부의 단면적에 가까워 지기 때문에, 각 단면의 홈부의 재료충전율이 보다 균등에 가까워지고, 채터 진동을 대폭 억제할 수 있다.When rolling double-threaded bolts using these modified roll rolling dies, the rolling pitch circle diameter in the cross section of the AA line expanded compared to the case of rolling using a standard die. About half of the quantity dh which made the depth of the
한편, 이러한 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 전조가공한 2중나사 볼트에서는, 당연하게 가는 나사부의 산높이가 (특히, A-A선 단면에 상당하는 부분에서) 표준규격의 것보다 낮아진다. 그러나, 2중나사 볼트는 그 보통 나사부에서 체결력의 대부분을 얻기 때문에, 이에 따라 정적 강도나 동적 피로 강도가 손상되는 경우는 거의 없고, 또 충분한 헐거움 방지 효과도 발휘할 수 있다.On the other hand, in the double screw bolt rolled using the screw rolling die to which such correction has been applied, the mount height of the naturally thin screw portion (especially in the portion corresponding to the A-A cross section) is lower than that of the standard specification. However, since the double-threaded bolts obtain most of the clamping force in the ordinary threaded portions, the static and dynamic fatigue strengths are hardly impaired, and sufficient loosening prevention effect can be exhibited.
그런데, 상기와 같이 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 2중나사 볼트를 전조가공했을 경우, 표준 다이스를 이용한 전조가공에 있어서의 채터 진동 등의 문제는 해결할 수 있지만, 제조된 2중나사 볼트는 가는 나사부의 산높이가 표준규격의 것보다도 낮아진다. 그러나, 가는 나사부의 강도, 가는 나사 너트의 걸림 상태 혹은 상품성을 생각할 경우, 가는 나사부의 산높이의 완전성이 요구되는 경우도 있다.By the way, when the double screw bolt is rolled using a screw roll die that has been corrected as described above, problems such as chatter vibration in roll processing using a standard die can be solved. The height of the thin thread is lower than that of the standard standard. However, in consideration of the strength of the thin screw portion, the locked state of the thin screw nut, or the merchandise, the completeness of the mount height of the thin screw portion may be required.
이 경우, 나사 전조 다이스는, 도 8A, 도 8B에 도시한 바와 같이, 돌기(6)로서 드러난 가는 나사산(6a)의 일부의 골 바닥(6b)에 더욱 깊이 자른 홈(6c)을 구비한 것으로 한다. 이 홈(6c)의 깊이(dv)는, 가는 나사산(6a)의 높이의 3∼10%이다. 이러한 나사 전조 다이스에 의해 2중나사 볼트를 전조가공할 경우, 홈(6c)이 대쉬 포트의 역할을 다하고, 나사 전조 다이스의 홈부로 워크(3)가 완전히 충전되지 않아도, 표준높이의 가는 나사산을 가지는 2중나사 볼트를 제조할 수 있다. 이에 따 라, 완전 충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수도 있다.In this case, the screw rolling die is provided with the
(실시형태2)(Embodiment 2)
도 9는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.Fig. 9 is a schematic diagram showing an apparatus for manufacturing double screw bolts in a second embodiment of the present invention.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치는, 소정간격으로 대향배치한 1쌍의 나사 전조 다이스(8)를 구비한다. 1쌍의 나사 전조 다이스(8)의 일방을 고정하고 타방을 평행 이동 가능하게 배치하든지, 또는 서로 반대 방향으로 평행 이동 가능하게 배치한다.As shown in FIG. 9, the manufacturing apparatus of the double screw bolt in this embodiment is provided with the pair of screw roll die 8 arrange | positioned opposingly at predetermined intervals. One pair of screw rolling dies 8 is fixed and the other is arranged to be movable in parallel, or arranged to be movable in opposite directions to each other.
나사 전조 다이스(8)는, 평판형상의 다이스(평 다이스)의 편면에 2중나사 볼트 형성용의 전사 패턴(9)을 형성한 것이다. 전사 패턴(9)은, 제1실시형태에 있어서의 전사 패턴(4)과 동일한 것을 평면으로 전개한 것이다.The screw rolling die 8 forms the
이러한 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사 볼트를 제조하기 위해서는, 1쌍의 나사 전조 다이스(8)간에 원기둥 형상의 워크(3)를 가압시키고, 일방의 나사 전조 다이스(8)를 타방의 나사 전조 다이스(8)와 평행을 유지한 채 평행 이동시키든지, 또는 서로 역방향으로 평행 이동시킨다. 이에 따라, 제1실시형태와 마찬가지로, 워크(3)의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되고, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있다.In order to manufacture a double screw bolt using such a double screw bolt manufacturing apparatus, the
(실시형태3)
도 10A, 도 10B, 도 10C, 도 10D, 도 10E, 도 10F는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스(10)의 단면도이다.10A, 10B, 10C, 10D, 10E, and 10F are cross-sectional views of the screw rolling die 10 for the triple screw bolt in the third embodiment of the present invention.
나사 전조 다이스(10)의 외주에는, 제조하는 3중나사 볼트에 대응하는 전사패턴이 1주당 16개 분량 되풀이해서 형성되어 있고, 도 10A∼도 10F는, 나사 전조 다이스(10)의 외주의 단면을 3.75°간격으로 도시한 도면이다.On the outer circumference of the
도 10A∼도 10F에 도시한 바와 같이, 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스(10)에서는, 또한, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 의해 형성되는 골부(11)에, 전개한 보통 나사산의 원래의 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고, 돌기(6)를 형성하는 기본이 된 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c로 하고, a와 b와 c는 최소의 정수비로 한다. 도시예에서는 4대 2대 1로 하고 있다.)를 전개했을 때에, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기(도시예에서는 1감기)마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산(도 10A∼도 10F에 점선(상상선)(12a)으로 나타낸다.)의 일부로 이루어지는 돌기(12)를 가진다.As shown in Figs. 10A to 10F, in the thread rolling die 10 for the triple screw bolt, it is further developed to the
도 10A∼도 10F에 도시한 바와 같이, 가는 나사산(6a)은 보통 나사산으로부터 돌출한 부분만이 부가적인 돌기(6)로서 드러나 있다. 또한, 이 나사 전조 다이스(10)에서는, 최고로 가는 나사산(12a)이, 이 돌기(6)로부터 돌출한 부분만 부가적인 돌기(12)로서 드러나 있다. 돌기(12)는, 최고로 가는 나사산 바로 그것이 아니라, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)와의 위상 어긋남에 따라 어긋난 분량만큼 최고로 가는 나사산의 상상선(12a)에 대응하도록, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 대하 여 또한 부가적으로 돌출시킨 돌기이다.As shown in Figs. 10A to 10F, the
또한, 도시하고 있지 않지만, n중나사 볼트를 전조가공할 경우에는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n으로 하고, a, …, n은 최소의 정수비로 한다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부로 이루어지는 돌기를 가지는 나사 전조 다이스를 이용하면 된다.In addition, although not shown, when rolling a n-thread screw, it has a part of the normal thread which extended the normal screw, and has a spiral in the same direction as the normal screw, and has a pitch smaller than that of the ordinary screw. Further, one or a plurality of fine screws having different pitches (however, the ratio of pitches of ordinary screws and one or more fine screws is a to ... to n, and a, ..., n is a minimum integer ratio.) In each case, the roll rolling die having projections composed of a part of each thin thread periodically exposed every n windings of the normal thread according to the phase shift with the normal thread may be used.
또한, 이 n중나사 볼트를 전조가공하는 나사 전조 다이스에 있어서도, 제1실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스와 마찬가지로 수정을 가하는 것이 가능하다. 골 깊이에 수정을 가할 경우에는, 가장 피치가 작은 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위치 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부가 되도록 하면 된다.Moreover, also in the screw rolling die which roll-processes this n-thread screw, it is possible to add correction similarly to the screw rolling die in 1st Embodiment. When correcting the valley depth, when the thin screw is deployed so that the valley bottom when the smallest pitch is developed is higher than the valley bottom of the normal thread, the normal thread is located due to the misalignment with the normal thread. This is to be part of the thin thread that appears periodically every n winding of.
(실시예1)Example 1
상기 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사가 볼트에 전사되는 메카니즘에 대해서 해석하였다. 도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H는, 각각 도 3의 A-A선 단면, B-B선 단면, D-D선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H에 있어서, A∼H는, 1쌍의 나사 전조 다이스(1)를 동일 방향으로 회전시키면서, 서로의 사이의 거리를 연속적으로 좁혀 갔을 때의 상태를, 약 0.1∼0.2㎜ 스텝으로 최종적으로 나사 전조 다이스(1)가 워크(3)에 약 1㎜ 밀어 넣어진 상태까지 도시한 것이다.The mechanism by which a double screw is transferred to a bolt was analyzed using the manufacturing apparatus of the double screw bolt in 1st Embodiment of the said invention. 11A to 11H, 12A to 12H, and 13A to 13H are diagrams showing the state of material flow in the A-A cross section, the B-B cross section, and the D-D cross section of FIG. 3, respectively. 11A to 11H, 12A to 12H, and 13A to 13H, A to H continuously rotate the distance between each other while rotating a pair of screw rolling dies 1 in the same direction. The state when it narrowed down is shown to the state in which the
도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)가 워크(3)에 서서히 밀어 넣어짐에 따라, 워크(3)는, 우선 나사 전조 다이스(1)의 보통 나사산부(5)의 표면을 따라 소성 변형하면서 보통 나사산의 골부(5a)를 메워 갔다. 그리고, 도중까지 메운 상황에서, 이번은 보통 나사산에 부가적으로 돌출한 돌기(6)의 표면을 따라 소성변형하면서, 골부(5a)를 메워 갔다. 이에 따라, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있었다.As shown in FIGS. 11A-11H, 12A-12H, and 13A-13H, as the thread rolling die 1 is gradually pushed into the workpiece |
(실시예2)Example 2
상기 본 발명의 제1실시형태에 있어서 수정을 가한 나사 전조 다이스와 표준 다이스에 의한 2중나사 볼트 제조의 비교시험을 행하였다. 표1은, 호칭 직경 M12와 M16의 2종류에 대해서, 각각 가는 나사산의 골 바닥(6b)의 깊이를 변화시켰을 경우와 홈(6c)의 깊이를 변화시켰을 경우의 가공 중의 채터 진동과 소음에 대해서 측정한 결과이다. 또한, M12의 2중나사 볼트의 제조에 이용한 나사 전조 다이스의 피치비는 1.75대 0.875, M16에 대해서는 2대 1이다.In 1st Embodiment of the said invention, the comparative test of the manufacture of the double screw bolt by the screw roll die which added the correction | amendment and the standard dice | dies was done. Table 1 shows chatter vibration and noise during machining when the depth of the
표1로부터 알 수 있듯이, 가는 나사산의 골 바닥(6b)의 깊이를 변화시켜서 수정한 나사 전조 다이스에서는, 골 바닥(6b)의 깊이를 표준규격의 가는 나사산에 대하여 5%에서 40%까지 얕게 했을 때에, 얕게 하면 할수록 가공 시의 채터 진동 및 소음이 저감되었다. 한편, 홈(6c)의 깊이를 변화시켜서 수정한 나사 전조 다이스에서는, 홈(6c)의 깊이를 표준규격의 가는 나사산 높이의 5%와 10%로 했을 경우에, 가공 시의 채터 진동 및 소음의 개선이 확인되었다.As can be seen from Table 1, in the thread rolling die modified by changing the depth of the
또한, 이들 나사 전조 다이스는, 모두 미국 항공규격 NAS3354 진동 시험법에 의한 헐거움 시험에 합격하였다. 또, 암슬러식 인장강도 시험법에 의한 정적 강도 시험 및 유압 서보식 시험법에 의한 동적 강도 시험에 있어서, 표준나사 볼트와 동등한 능력을 구비하고 있는 것을 확인할 수 있었다.In addition, all these thread rolling dies passed the loosening test by the American Aviation Standard NAS3354 Vibration Test Method. In addition, it was confirmed that the static strength test by the Amsler tensile strength test method and the dynamic strength test by the hydraulic servo test method had the same capability as the standard screw bolt.
본 발명은, 헐거움 방지 기능을 가지는 다중나사 볼트를 전조가공에 의해 제조할 경우에 유용하다.The present invention is useful when a multi-threaded bolt having a loosening function is produced by rolling.
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